CN100408703C - 一种烧结矿添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烧结矿添加剂，其各组分重量配比为：复合矿化剂20wt%-60wt%，氧化催化剂10wt%-30wt%，增氧剂15wt%-40wt%，保护剂10wt%-30wt%。将本发明之烧结矿添加剂加入烧结矿生料，可提高烧结矿强度，改善烧结矿低温还原特性，降低烧结过程能源消耗。

Description

一种烧结矿添加剂
技术领域
本发明涉及一种烧结矿添加剂，尤其是涉及一种可改善烧结矿的冶金性能和节能降耗的烧结矿添加剂。
背景技术
烧结球团的目的在于将铁矿石和一些物料科学配制烧结成块，为高炉冶炼提供具有一定粒度和良好冶金性能的人造富矿。
在目前的烧结矿生产中，一般要求在高碱度和低FeO的条件下生产烧结矿，高碱度烧结矿的矿物组成较少，显微结构一般为熔蚀或共晶结构，其中磁铁矿与粘结相矿物铁酸钙等一起固结，以使烧结矿具有良好的强度和还原性能。提高烧结矿的碱度，可以增加烧结矿中的铁酸钙含量，改变烧结矿的显微结构。低FeO有利于改善烧结矿的还原性能。但是高碱度烧结矿质量存在以下几个问题：粉化比较严重，裂纹比较多，并且发育比较完全；碱度提高后，铁酸一钙可能转化成强度和还原性较差的铁酸二钙。我国烧结原料主要为磁铁矿精矿，磁铁矿精矿不易生成针状铁酸钙；过低的FeO又会影响烧结矿的强度，恶化低温还原粉化性。
在长期的烧结过程中，总是依靠大量投入固体燃料燃烧后产生高温，将矿粉、熔剂及其它粉状物料粘结成块。随着烧结理论的发展，逐步发展了低温烧结工艺。低温烧结就是依靠减少碳的配比，使烧结过程在较低温度条件下，形成大量的针状铁酸钙(SFCA)，以此作为主要粘结相，以改善烧结矿的各种性能及降低能耗。
但现有低温烧结工艺生产的球团烧结矿，强度较低，还原特性较差，能源消耗仍然较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可提高烧结矿强度，改善烧结矿低温还原特性，降低能源消耗的烧结矿添加剂。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其由复合矿化剂、氧化催化剂、增氧剂和保护剂，按常规方法混合制成。其各组分重量百分配比为：复合矿化剂20wt％-60wt％，氧化催化剂10wt％-30wt％，增氧剂15wt％-40wt％，保护剂10wt％-30wt％；较优选的配比为：复合矿化剂30wt％-50wt％，氧化催化剂15wt％-25wt％，增氧剂20wt％-35wt％，保护剂15wt％-20wt％；更优选的配比为：复合矿化剂40wt％，氧化催化剂20wt％，增氧剂25wt％，保护剂15wt％。
所述复合矿化剂为含硼化合物(例如硼砂、硼酸等)中的一种或它们的混合物与MgO的混合物，在所述混合物中，含硼化合物与MgO的重量配比为2-4∶1(优选为3∶1)；
所述氧化催化剂可使用Fe2O3·MoO3；
所述增氧剂为无机含氧酸盐，例如硝酸钠、硝酸钾、高锰酸钾、高氯酸钠，可从中选用一种，也可选用它们的混合物；考虑到加热过程中氧分解量，价格的高低，使用中的安全性和稳定性等诸多因素，优选为硝酸钠；
所述的保护剂为盐酸盐，例如氯化钙、氯化钠或氯化钾中的一种或它们的混合物，其作用是防止低FeO操作导致的低温还原粉化性能恶化。
制备方法：将各组分粉碎成≤1mm的粉末，按预定比例混合，搅拌5分钟混匀，即成。
用量：为烧结或球团矿生料重量的0.5wt‰-1.0wt‰。
用法：将所述添加剂倒入水中(添加剂与水的配比可为1∶1)，搅拌均匀后，喷洒在烧结矿混合生料中，使之在烧结或球团矿生料中均匀分布。
本发明的积极效果如下：
所述复合矿化剂含有硼类物质，可抵消单独加入MgO时对常温强度的不利影响，这是由于，所述硼类物质分解而成的B2O3抑制了C2S的生成和促进了铁酸钙的生成；但单独加入硼类物质时，会使开始软化温度降低，而同时加入硼类物质及MgO时，开始软化温度与单独加入MgO时一致，高于不加添加剂时的软化温度。这是因为硼类物质的加入只改变烧结过程中的烧结液相的流动性，并不改变MgO的成矿特性。单独加入硼类物质或MgO时，都会使低温还原粉化率进一步降低。赤铁矿与磁铁矿及铁酸钙相比均易于还原，单独加入MgO有抑制铁酸钙及赤铁矿生成的作用，所以同时加入时，还原率比单独加入MgO时提高。
所述氧化催化剂受热可分解成活性组分，充当氧的活性载体，促使氧气从气相中向矿粒表面扩散，加快磁铁矿的氧化；另一方面，氧化催化剂可以降低燃料开始热解温度和着火温度，提高燃料燃烧效率，降低固体燃料消耗，有利于磁铁矿的氧化，加快铁酸钙的生成。
所述增氧剂在混合料升温达到一定值后，会开始分解释放出氧，以此调节混合料的燃烧条件，提高料球的燃烧温度和“烧透”效果，避免化学不完全燃烧。
所述保护剂在低于650℃时基本不挥发，其结晶吸附在烧结矿的表面，包裹烧结矿，形成一层保护膜，能阻止还原气体与之接触，也就是说，Fe2O3还原为FeO的反应受阻，烧结矿晶体受到破坏的程度降低，从而降低了低温还原粉化率。
各组分配比综合考虑了对现有烧结工艺的影响，具有催化助燃，促进烧结矿主要粘结相针状铁酸钙(SFCA)形成和抑制低温还原粉化作用，强化催化烧结工艺的过程。
将本发明之烧结矿添加剂加入烧结矿混合生料，经烧结后，可提高烧结矿强度，改善烧结矿低温还原特性，降低烧结过程能源消耗。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1
按重量称取原料：复合矿化剂，硼酸30kg，MgO 10kg；氧化催化剂Fe2O3·MoO320kg；增氧剂硝酸钠25kg；保护剂氯化钙15kg。
制备方法：将上述原料粉碎至≤1mm，按比例混合搅拌5分钟，分装即可。
将实施例1产品按1∶1比例与水混合，搅拌均匀后配入烧结混合生料中，再充分搅拌进行烧结杯试验，试验结果见下表。
  实验组   添加剂加入量(按烧结矿重量‰)   燃料配比％(重量)   垂直烧结速度mm/min   转鼓指数％   利用系数t/m<sup>2</sup>·h
  0   0   6.11   22.00   64   1.43
  1   0.5   5,23   26.38   69   1.64
  2   0.7   5.12   27.80   75   1.71
  3   1.0   4.95   27.10   77   1.78
注：实验组号为0者为不加添加剂实验结果。
由上表可以看出：使用实施例1添加剂可以降低能耗，提高垂直烧结速度、转鼓强度得到改善、提高烧结生产效率，以上指标的全面优化改善了烧结矿的冶金性能，降低烧结生产成本。
实施例2
按重量称取原料：复合矿化剂，硼砂15kg，MgO 5kg；氧化催化剂Fe2O3·MoO315kg；增氧剂高锰酸钾20kg；保护剂氯化钾15kg。
制备方法同实施例1。
实施例3
按重量称取原料：复合矿化剂，硼酸40kg，MgO 10kg；氧化催化剂Fe2O3·MoO320kg；增氧剂硝酸钾15kg；保护剂氯化钠15kg。
制备方法同实施例1。
实施例4
按重量称取原料：复合矿化剂，硼酸40kg，MgO 20kg；氧化催化剂Fe2O3·MoO310kg；增氧剂高氯酸钠20kg；保护剂氯化钠10kg。
制备方法同实施例1。
实施例5
按重量称取原料：复合矿化剂，硼砂25kg，MgO 10kg；氧化催化剂Fe2O3·MoO320kg；增氧剂硝酸钠25kg；保护剂氯化钠15kg。
制备方法同实施例1。
实施例2-5产品具有与实施例1产品类似的性能。

Claims (4)

1. 一种烧结矿添加剂，其特征在于，其各组分重量百分配比为：复合矿化剂20wt％-60wt％，氧化催化剂10wt％-30wt％，增氧剂15wt％-40wt％，保护剂10wt％-30wt％；
所述复合矿化剂为硼砂、硼酸中的一种或它们的组合物与MgO的混合物；在所述混合物中，硼砂或硼酸或它们的组合物与MgO的重量配比为2-4∶1；
所述氧化催化剂为Fe2O3·MoO3；
所述增氧剂为硝酸钠、硝酸钾、高锰酸钾或高氯酸钠，或它们的混合物；
所述保护剂为氯化钙、氯化钠或氯化钾，或它们的混合物。
2. 根据权利要求1所述的烧结矿添加剂，其特征在于，所述各组分重量百分配比为：复合矿化剂30wt％-50wt％，氧化催化剂15wt％-25wt％，增氧剂20wt％-35wt％，保护剂15wt％-20wt％。
3. 根据权利要求2所述的烧结矿添加剂，其特征在于，所述各组分重量百分配比为：复合矿化剂40wt％，氧化催化剂20wt％，增氧剂25wt％，保护剂15wt％。
4. 根据权利要求1或2或3所述的烧结矿添加剂，其特征在于，所述硼砂或硼酸或它们的组合物与MgO的重量配比为3∶1。
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